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3GPP关于3G演进(LTE)的工作情况
 
慧聪网   2006年5月15日11时51分   信息来源:泰尔网    

  【摘要】 随着新技术的不断出现以及移动通信理念的变革,为了把握新一轮的技术浪潮,保持在移动通信领域的领导地位,2004年底3GPP启动了关于3G演进型系统,即LTE的研究与标准化工作,并且计划在2007年发布第一个版本的系统规范。目前,该项目已经进行了将近一年的时间,各个方面的研究都取得了一定的进展。本文简要介绍了该项目的背景情况,目前的进展和相关的趋势。 

  1、引言 

  在第三代移动通信上,3GPP作为主要的标准化组织之一,成功的推出了WCDMA/TD-SCDMA的一系列标准,从早期的R99一直到R4,R5,R6,R7,通过各个版本的不断改进,在5MHz的带宽范围内,HSDPA已经实现了峰值约为1Ombit/s的系统吞吐量。为各种业务在空中接口上提供了强有力的支持。另一方面,在标准的产业化上,目前随着基于各个版本的WCDMA/TD-SCDMA系统已经或者即将走向商用,应该说3GPP对于全球的第三代移动通信做出了很大的贡献,取得了巨大的成功。同时,无线通信的技术在不断的发展。近几年以OFDM技术为代表的各项新技术成为热点并且逐渐的走向产业化,随着宽带无线接入概念的出现,移动通信的接入速率提升到了100Mbit/s的范畴,这样的接入速率改变了传统意义上电路语音交换的移动通信理念。也对3G系统提出了更高的要求。所以无论是为了促进新技术的产业化,还是跟上行业前进的步伐,保持在移动通信领域的领导地位,都要求3GPP做出进一步的努力。 

  在2004年11月3GPPRAN第26次全会上,根据众多运营商、制造商以及相关研究机构的要求,3GPP通过了关于“EvolvedUTRAandUTRAN”,即“3G无线接入网演进”的立项工作。并且确定了该项目的总体时间计划(见图1)。整个演进项目计划在2007年6月完成系统设计与相应的标准化工作,其中按照3GPP通用工作流程,将项目分为两个阶段:到2006年6月为止的“StudyItem”,即可行性研究阶段;以及随后到2007年6月项目结束之前的“WorkItem”,即具体的标准撰写阶段。  

图1  3GPPUTRA&UTRAN演进工作计划(1)

图1  3GPPUTRA&UTRAN演进工作计划(1)

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  在随后2005年3月进行的RAN第27次全会上。3GPP确定了演进系统各项技术的具体工作计划,由此在各个相关工作组中正式开始了具体技术的征集、筛选和标准化工作。 

  为了确保该演进系统在未来激烈的技术竞争环境中处于有利的位置,3GPP对于演进系统的系统需求进行了详细的讨论与定义,目前描述演进系统需求的文件已经基本形成(2),该文件对系统性能要求、网络的部署场景、业务支持能力、与现有各个系统的演进和互通关系等方面进行了详细的描述。 

  相比较于目前WCDMA5MHz的频谱带宽,该系统的最大带宽为20MHz,主要的技术参数如下: 

  (1)提高频谱效率,在20MHz带宽下,空中接口峰值速率达到:下行100Mbit/s、上行50Mbit/s; 

  (2)严格的QoS要求,保证良好的用户体验以及分组交换对于VoIP等各种实时业务的支持。 

  2、目前的进展 

  从2005年3月3GPP RAN第27次全会确定了演进系统各项技术的工作计划之后,各个工作小组就开始了各个方面的具体研究工作,包括子工作组RAN1的物理层以及RAN2、RAN3和SA2工作组对于整体网络架构和接入网协议功能的技术研究。 

  物理层作为无线通信空中接口的基础,在系统演进中扮演着重要的角色。2005年4月,北京RAN140bis会议开始。RAN1几乎以每个月一个会议的进度对物理层各项技术进行了广泛的讨论。在2004年6月法国的RAN1 Ad Hoc on LTE会议上RAN1对各个公司提交的候选提案进行了概括和收敛。确定了六种备选的多址方式: 

  (1)FDD上行SC-FDMA,下行OFDMA; 

  (2)FDD上行OFDMA,下行OFDMA; 

  (3)FDDMC-WCDMA; 

  (4)TDDMC-TD-SCDMA; 

  (5)TDD上行OFDMA,下行OFDMA; 

  (6)TDD上行SC-FDMA,下行OFDMA。 

  从随后2005年8月英国伦敦的3GPP TSG RAN1#42会议开始,各个公司分别针对各种方案提交各种技术设计以及相应的评估结果进行比较,主要的讨论内容有:是否采用上行宏分集、LTE中FDD与TDD的关系、小区间干扰抑制的方法、上行SC-FDMA的具体技术实现和相应的性能情况、导频设计以及MIMO等。这些问题在随后的若干次会议上进行了长时间的讨论,在2005年12月刚刚结束的RAN#30会议上有了一些初步的结果。 

  首先从六种候选的多址技术方案中,选择了“上行SC-FDMA,下行OFDMA”的方案作为演进系统FDD和TDD模式下今后的工作假设,同时确定了演进系统对于TD-SCDMA帧结构的支持,以保证TD-SCDMA系统的演进。 

  通过了基于CDMA的技术提案将作为现有3G系统更加“直观”的演进方式在UMTS R6,R7等版本的路线上演进。 

  另外,对于目前3G系统中广泛采用的上行宏分集技术,由于OFDM与CDMA技术的本质区别以及HARQ、AMC、时频调度等新技术的出现,使得演进系统中采用宏分集的技术必要性大大下降,反而可能造成系统架构的复杂性,本次会议通过示意性表决的形式确定了LTE系统中将不采用上行宏分集的技术。 

  在RAN1开展物理层工作的同时,RAN2、RAN3和SA2工作组也在开展对于LTE系统的网络架构以及协议功能的研究和标准化工作。从目前的情况来看,可以预见的是相比较于3G系统来说,该演进系统的网络结构将向扁平化方向发展,其中关键的问题是在“扁平网络的简单、灵活”和“多层次结构网络的移动性、安全性”之间寻求良好的折中,目前还有很多问题在具体的讨论之中,随着物理层多址方式以及“宏分集”等关键问题的逐步确定,相信将大大加快对于上层协议功能以及网络架构的研究工作。 

  目前,按照工作计划,2006年6月和9月3GPP将分别完成演进系统接入网和整体网络架构技术可行性研究的工作,时间非常的紧迫。结合目前已经形成的基础,各个小组都制定了非常紧密的工作计划,可以预见今后的半年时间,将是3GPP演进系统紧张工作并且快速发展的时期。 

  3、结束语 

  3G演进带来了第三代移动通信之后新一轮技术发展的机遇与挑战,目前正作为一项重要的内容在国际标准化组织内开展工作,为了抓住这一轮技术发展的机遇,提高在国际通信领域的地位,在我国包括运营商、制造商、科研院所以及高校“八六三”研究力量的国内各相关单位在政府部门的领导与组织下正在积极参与相关的工作,并且取得了良好的效果。 

  目前,3GPP关于3G演进型系统的研究工作正在紧锣密鼓的进行,通信业界对该系统给予了极大的关注和信心,按照目前的工作计划,2007年中将是该演进系统第一版本规范的发布时间。同时,从目前各方面的预期来看,2010年前后,我们将有可能看到一个商用的3G演进型系统。
 
作者:林辉 
 
 
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